CN109812595B - 一种高频动作程控球阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高频动作程控球阀，具体的说是一种具有双层填料密封结构的高频动作程控球阀，属于程控球阀技术领域。其包括侧阀体、主阀体、阀座组件、阀球和阀杆，所述主阀体上端开口处通过连接件连接上盖，上盖将阀杆压紧在主阀体内，上盖上端连接填料箱；所述阀杆上部和主阀体之间设有上轴套环，阀杆下部和主阀体之间设有下轴套环；所述填料箱和阀杆之间设有填料进行密封，上盖和阀杆之间设有石墨环进行密封，填料和石墨环分别位于上轴套环的上下端。本发明中的填料函密封为双层冗余设计，填料动态可调式补偿密封，阀杆对外泄漏满足TA‑LUFT排放标准；阀杆上下均设置轴套环，分解侧向不平衡力，有效降低阀门操作扭矩。
Description
技术领域
本发明涉及一种高频动作程控球阀，具体的说是一种具有双层填料密封结构的高频动作程控球阀，属于程控球阀技术领域。
背景技术
PX主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)而PTA和DMT再和乙二醇、丁二醇等生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯。PET、PBT是进一步生产涤纶纤维、聚酯切片、聚酯中空容器和轮胎工业用聚酯帘子布的原材料。此外，PX还是生产涂料、染料、农药和医药的原料，PX在合成纤维工业中十分重要，是化纤工业最主要的原料之一。
PX(对二甲苯)装置附属于芳烃联合装置，以直馏、加氢裂化石脑油或乙烯裂解汽油为原料，生产苯、对二甲苯和邻二甲苯等芳烃产品。芳烃联合装置通常包括催化重整、芳烃抽提、歧化及烷基转移、二甲苯异构化、吸附分离等工艺生产技术，目前拥有全套工艺生产技术的专利商有美国UOP和法国IFP两家。UOP开发的Parex选择吸附工艺是采用特定的分子筛吸附剂选择吸附对二甲苯，再通过专门的解吸剂把被吸附的对二甲苯脱吸下来，达到分离的目的，Parex工艺的选择吸附模拟移动床系统的吸附塔、旋转阀等关键设备结构复杂，加工精度要求很高。IFP所发明的ELUXYL吸附分离工艺采用SPX3000分子筛作为吸附剂，通过144组控制阀来控制吸附分离的模拟移动床。综合UOP及IFP两家公司提供的工艺生产技术，控制阀作为关键设备，影响整个装置的安全有效运行，且对二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时，对中枢系统有麻醉作用，吸入较高浓度的二甲苯甚至会出现急性中毒，有很大的安全隐患，所应用的程控阀必须保证快速严密的密封性能以及及时可靠的切断功能。
目前，市场上所采用的程控阀在阀杆的密封结构及阀球和阀座密封面的硬化技术上无突破性进展，几万次高频次的动作导致阀杆填料的磨损，容易出现外漏，阀球及阀座的磨损容易导致内漏。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种高频动作程控球阀，阀门，阀杆及阀体外漏点均采用双重冗余密封设计，且阀座密封面及阀球表面经硬化处理，增强密封性及耐磨性能，为芳烃吸附分离装置的高效安全运行提供了安全保障。
按照本发明提供的技术方案，一种高频动作程控球阀包括侧阀体、主阀体、阀座组件、阀球和阀杆，主阀体一侧通过连接件可拆卸的连接侧阀体，主阀体内设有阀球，阀杆伸入主阀体内并通过圆柱销连接阀球，阀杆能够带动阀球在阀体内转动；所述阀球和主阀体之间、阀球和侧阀体之间设有阀座组件，阀座组件面向阀球端面为球面，阀座组件的球面与阀球滚动接触，其特征是：所述主阀体上端开口处通过连接件连接上盖，上盖将阀杆压紧在主阀体内，上盖上端连接填料箱；所述阀杆上部和主阀体之间设有上轴套环，阀杆下部和主阀体之间设有下轴套环；所述填料箱和阀杆之间设有填料进行密封，上盖和阀杆之间设有石墨环进行密封，填料和石墨环分别位于上轴套环的上下端。
进一步的，主阀体内固设有限位板，阀球上下部转动连接在限位板中，阀球和限位板之间设有阀球衬套。
进一步的，阀球和阀座组件的接触端面上设有硬化处理表面。
进一步的，阀座组件包括阀座、支撑环和碟形弹簧，阀座一侧接触阀球，另一侧连接支撑环，支撑环上连接碟形弹簧，所述阀座外圈设有O型圈。
进一步的，阀座面向支撑环一侧设有内锥腔，内锥腔从阀座一侧向支撑环一侧直径逐渐变大。
进一步的，阀座面向阀球一端外圈设有尖锐状结构的刮擦顶尖。
进一步的，上轴套环和上盖之间设有中间垫片进行密封。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
(1)、本发明中的阀座密封面设计为球面，与阀球全行程紧密接触，泄漏等级为VI级以上或零泄漏，阀座上设有刮擦结构，阀门动作时有效刮去附着在阀球上的颗粒介质；
(2)、本发明中的阀座尾部为内锥腔，避免粉料及颗粒性介质聚集在阀座尾部；
(3)、本发明中的填料函密封为双层冗余设计，填料动态可调式补偿密封，阀杆对外泄漏满足TA-LUFT排放标准；
(4)、阀杆上下均设置轴套环，分解侧向不平衡力，且316+PTFE复合金属网状轴套对金属摩擦系数低，有效降低阀门操作扭矩；
(5)、阀球上下部转动连接在限位板内，有效提高阀球的安装精度，保持阀球与阀座及阀体的同心度。
附图说明
图1为本发明主视半剖图。
图2为阀杆双层密封结构半剖图。
图3为图1中A处放大图。
附图标记说明：1-侧阀体、2-主阀体、3-阀座、4-阀球、5-阀杆、6-填料箱、7-上盖、8-下轴套环、9-阀球衬套、10-限位板、11-上轴套环、12-石墨环、13-填料、14-中间垫片、15-支撑环、16-碟形弹簧、17-O型圈、18-内锥腔、19-刮擦顶尖。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
如图1~2所示，本发明主要包括侧阀体1、主阀体2、阀座组件3、阀球4和阀杆5。主阀体2一侧通过连接件可拆卸的连接侧阀体1，主阀体2内设有阀球4，阀杆5伸入主阀体2内并通过圆柱销连接阀球4，阀杆5能够带动阀球4在阀体1内转动。
为了限制阀球4在主阀体2内的移动，所述主阀体2内固设有限位板10，阀球4上下部转动连接在限位板10中，为了减少阀球4的磨损，阀球4和限位板10之间设有阀球衬套9。
所述阀球4和主阀体2之间、阀球4和侧阀体1之间设有阀座组件，阀座组件面向阀球4端面为球面，阀座组件的球面与阀球4滚动接触，阀座组件对阀球4起到支撑作用。
所述阀球4和阀座组件的接触端面上设有硬化处理表面，硬化处理表面是采用等离子热熔技术硬化处理后的表面，其平均硬度可达63HRC。
如图3所示，所述阀座组件包括阀座3、支撑环15和碟形弹簧16，阀座3一侧接触阀球4，另一侧连接支撑环15，支撑环15上连接碟形弹簧16。所述阀座3外圈设有O型圈17。
所述阀座3面向支撑环15一侧设有内锥腔18，内锥腔18从阀座3一侧向支撑环15一侧直径逐渐变大，避免粉料及颗粒性介质聚集在阀座尾部。
所述阀座3面向阀球4一端外圈设有尖锐状结构的刮擦顶尖19，刮擦顶尖19能够将阀球4表面的杂质有效刮去。
主阀体2上端开口处通过连接件连接上盖7，上盖7将阀杆5压紧在主阀体2内，防止阀杆被介质压力吹出，上盖7上端连接填料箱6。
所述阀杆5上部和主阀体2之间设有上轴套环11，阀杆5下部和主阀体2之间设有下轴套环8，上轴套环11和下轴套环8组成阀杆上下双支撑结构，有效消除阀门在介质的压力下作用在阀杆上的不平衡力，以保护密封填料。所选用的上轴套环11为316+PTFE复合材料，具有一定强度，许用面压[σ]max=70MPa，使用温度Tmax=260℃，且轴套内侧PTFE镀层与金属的摩擦系数为0.06~0.1，能有效降低阀门操作扭矩。所述上轴套环11和上盖7之间设有中间垫片14进行密封。
所述填料箱6和阀杆5之间设有填料13进行密封，上盖7和阀杆5之间设有石墨环12进行密封，填料13和石墨环12分别位于上轴套环11的上下端。填料和石墨环一起组成阀杆的双层冗余密封结构，并在填料压盖螺栓的应力作用下形成填料动态可调式补偿密封。
Claims (4)
1.一种高频动作程控球阀，包括侧阀体（1）、主阀体（2）、阀座组件、阀球（4）和阀杆（5），主阀体（2）一侧通过连接件可拆卸的连接侧阀体（1），主阀体（2）内设有阀球（4），阀杆（5）伸入主阀体（2）内并通过圆柱销连接阀球（4），阀杆（5）能够带动阀球（4）在阀体（1）内转动；所述阀球（4）和主阀体（2）之间、阀球（4）和侧阀体（1）之间设有阀座组件，阀座组件面向阀球（4）端面为球面，阀座组件的球面与阀球（4）滚动接触，其特征是：所述主阀体（2）上端开口处通过连接件连接上盖（7），上盖（7）将阀杆（5）压紧在主阀体（2）内，上盖（7）上端连接填料箱（6）；所述阀杆（5）上部和主阀体（2）之间设有上轴套环（11），阀杆（5）下部和主阀体（2）之间设有下轴套环（8）；所述填料箱（6）和阀杆（5）之间设有填料（13）进行密封，上盖（7）和阀杆（5）之间设有石墨环（12）进行密封，填料（13）和石墨环（12）分别位于上轴套环（11）的上下端；
所述阀座组件包括阀座（3）、支撑环（15）和碟形弹簧（16），阀座（3）一侧接触阀球（4），另一侧连接支撑环（15），支撑环（15）上连接碟形弹簧（16），所述阀座（3）外圈设有O型圈（17）；
所述阀座（3）面向支撑环（15）一侧设有内锥腔（18），内锥腔（18）从阀座（3）一侧向支撑环（15）一侧直径逐渐变大；
所述阀座（3）面向阀球（4）一端外圈设有尖锐状结构的刮擦顶尖（19）。
2.如权利要求1所述的一种高频动作程控球阀，其特征是：所述主阀体（2）内固设有限位板（10），阀球（4）上下部转动连接在限位板（10）中，阀球（4）和限位板（10）之间设有阀球衬套（9）。
3.如权利要求1所述的一种高频动作程控球阀，其特征是：所述阀球（4）和阀座组件的接触端面上设有硬化处理表面。
4.如权利要求1所述的一种高频动作程控球阀，其特征是：所述上轴套环（11）和上盖（7）之间设有中间垫片（14）进行密封。
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Inventor after: Su Weiqun Inventor after: Ning Peng Inventor after: Shang Haiquan Inventor after: Sheng Ziye Inventor after: Zhang Zhichao Inventor before: Zhang Zhichao Inventor before: Shang Haiquan Inventor before: Sheng Ziye |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high-frequency action programmable ball valve Granted publication date: 20240223 Pledgee: Bank of Jiangsu Limited by Share Ltd. Wuxi branch Pledgor: WUXI SMART AUTO-CONTROL ENGINEERING Co.,Ltd. Registration number: Y2024980020397 |